[1분 에너지] W(와트)와 Wh(와트시) 차이 이해하기

W(와트)와 Wh(와트시)의 차이를 정리해보자. 그리고 W(와트), kW(킬로와트), MW(메가와트), GW(기가와트) 등 복잡한 전력의 단위를 정리해보자

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※ W(와트)와 Wh(와트시)의 차이 ※

※ W(와트) ※
"와트는 단위 시간 동안 생산/공급하는 전기의 양을 의미하며, 일률의 단위이다"
"A watt(W) is a unit of power, and power is the rate at which energy is produced or consumed"

와트는 에너지의 흐름으로 이해하면 된다. 즉, 수도꼭지의 반지름으로 이해하면 쉽다. 반지름이 큰 수도꼭지 일수록 단위 시간 동안 방출할 수 있는 물의 양이 많기 때문에, 더 높은 일률을 갖고 있다. 예를 들어, 반지름이 5cm인 수도꼭지보다, 반지름이 10cm인 수도꼭지가 같은 단위 시간 (1초라고 하자) 동안 더 많은 양의 물을 뿜어낼 수 있다.

반지름이 10cm인 수도꼭지와 5cm인 수도꼭지, '일률'의 차이

수도꼭지의 반지름을 전구의 W로 비유해서 이해할 수 있다. 100W의 전구와 50W 전구를 생각해보면, 100W 전구가 50W전구보다 같은 단위 시간 동안 더 높은 일률로 전기를 사용할 수 있으며, 이는 100W 전구가 50W 전구보다 더 많은 전기의 흐름을 필요로 함을 의미한다.

※ Wh(와트시) ※
"와트시는 일정 시간 동안 생산/공급된 전기의 양을 의미하며, 일의 양의 단위이다"
"A watt-hour(Wh) is a unit of energy, it's a way to measure the amount of work performed or generated"

와트시는 1시간동안 생산/공급된 일의 양을 의미한다. 즉, 1Wh라고 하면, 1시간 동안 1W의 일률로 일한 일의 양이다. 그래서 W(와트)에 한 시간을 곱하면 Wh(와트시)가 된다.

위의 수도꼭지를 다시 생각해보자. 반지름이 10cm인 수도꼭지와 5cm인 수도꼭지를 각각 1시간동안1시간 동안 틀어 놓고, 이를 물컵에 받았다고 생각해보자. 똑같이 1시간을 틀어놓았어도 '일률이 더 높은' 10cm짜리 수도꼭지에서 더 많은 양의 물이 나왔을 것이다. 그래서 10cm 수도꼭지는 1시간 동안 1,000ml의 물을 컵에 담았고, 5cm 수도꼭지는 1시간 동안 500ml의 물을 컵에 담았다. 이때 1시간 동안 담은 물이 일의 양이다.

1시간동안 1,000ml 와 500ml의 차이, 이것이 '일의 양'의 차이

이를 전구에 비유해서 Wh를 이해해보자. 아까와 마찬가지로 100W짜리 전구와 50W짜리 전구가 있다. 둘다 1시간 동안 틀어놓았다면, 100W 전구는 1시간 동안 100Wh의 전력량을 사용한 것이고, 60W 전구는 1시간 동안 60Wh의 전력량을 사용했음을 의미한다.

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그래서 정리를 해보자면,

W(와트)는 단위 시간동안 측정된 일률이고, Wh(와트시)는 특정 시간 동안 측정된 일의 양이다. Wh는 '일의 양'이라서 이해하기 쉽지만 W는 '일률'이라는 개념이 이해하기 어려울 수도 있다. 그래서 W는 특정 시간이 주어질 경우 생산해낼 수 있는 일의 양, 즉 능력으로 이해하면 쉽다.

출처=Pixabay

W(와트)와 Wh(와트시)를 자동차의 속도(Speed)와 자동차가 간 거리(Distance)에 비교해 볼수도 있다. 속도는 순간적으로 자동차가 얼마나 빠르게 달릴 수 있는지를 의미하고 (=와트), 거리는 길이, 즉 특정 시간 동안 자동차가 얼마나 달렸는가를 의미한다(=와트시). 예를 들어, 100km/h 속도로 한 시간 동안 달리면 100km의 거리를 갈 수 있듯이, 100W의 일률을 한 시간 동안 사용하면 100Wh의 일의 양을 쓰게 되는 것이다.

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W(와트), kW(킬로와트), MW(메가와트) 단위

전력단위는 W, kW, MW, GW, TW단위로 점프하는데 각 단위마다 1,000배씩 차이 난다.

1,000씩 곱하거나 나누면 돼서 간단하다.

※ 단위 ※
1kW=1,000W
1MW=1,000kW=1,000,000W
1GW=1,000MW=1,000,000kW
1TW=1,000GW=1,000,000MW

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W(와트), kW(킬로와트), MW(메가와트)를 느껴보자

솔직히 W, kW도 잘 와닿지 않는데 단위가 GW를 넘어가면 도무지 감이 오지 않는다. 따라서 적정한 근사치와 비유를 통해서 이를 이해해야 한다. 이를 이해하는데 빌 게이츠가 쓴 책 [빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 방법]이 많은 도움이 되었다. 아래는 해당 책에서 언급된 내용이다.

"얼마나 많은 전력을 소비할까?"

평균적인 미국의 가정: 1kW
작은 마을: 1MW
중간 크기의 도시: 1GW
미국: 1,000GW
세계: 5,000GW

물론 이는 근사치 이며, 발전소의 가동률, 계절, 피크시간에 따라 달라지겠지만, 단위를 피부로 느끼는데 도움이 된다.

즉, kW는 '한 가정'에 어울리는 단위이고, GW는 '한 도시'에 어울리는 단위이고, 수백GW나 TW는 '한 나라'에 어울리는 단위라고 생각하면 된다.

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※ 참고자료 및 출처 ※

- 빌 게이츠, <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법>, 김영사, 2021

- enphase, <What is the difference between a watt and a watt-hour?>, 2021.01.28

https://support.enphase.com/s/article/What-is-the-difference-between-a-watt-and-a-watt-hour

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